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作物种质资源学理论框架与发展战略
刘旭,黎裕,李立会,贾继增
植物遗传资源学报. 2023, 24(1): 1-10.
https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20221127001
摘要 (121)
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作物种质资源是保障全球粮食安全和绿色发展的基础资源,是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础。作物种质资源学是以栽培植物起源中心理论、遗传变异的同源系列定律和作物及其种质资源与人文环境及社会发展的协同演变学说为基础,依托遗传多样性、遗传完整性、遗传特异性与遗传累积性技术体系,研究作物及其野生近缘植物多样性与利用的科学,涵盖作物种质资源调查、保护、评价、研究、创新与共享服务的理论、技术、管理及其体系。本文构建了作物种质资源学理论框架,对基本概念和特征特性进行了界定,并提出了作物种质资源学的发展战略。
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种质资源学与基因组学相结合-破解基因发掘与育种利用的难题
张学勇,郝晨阳,焦成智,李甜,毛龙,刘旭
植物遗传资源学报. 2023, 24(1): 11-21.
https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20230104001
摘要 (48)
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2010年前后,随着各大作物模式品种基因组测序的完成,拟南芥、水稻、玉米等的重测序研究,突破了分子标记数量的限制,带动作物科学研究全面进入基因组时代,大量代表性品种、种质资源完成了重测序工作,数以百万甚至千万计的SNP标记,全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study)广泛应用于遗传资源研究,使近10年成为种质资源研究的黄金期,通过GWAS解析一些复杂重要农艺性状的遗传基础,成为Cell、Nature和Science及其子刊这一时期的主要内容,推动种质资源学迈入一个崭新时代。20世纪,遗传育种学的发展和完善推动了种质资源学科的萌芽和初步形成,而21世纪基因组学的发展和广泛应用,逐步形成了种质资源学推动育种学发展的新局面, 一些长期困扰育种家的问题,通过GWAS分析得到了重要启示或答案(如番茄的驯化、育种史,品质与产量矛盾问题,小麦骨干亲本等)。而泛基因组研究的迅速发展,突破了单一参考基因组的局限性,使我们认识到品种间基因组结构变异的普遍性,为深度解析重大品种、骨干亲本的形成及突破性资源的创制提供了更加宽广的视野。巢式关联作图群体(NAM,nested association mapping)、多亲本互交群体(MAGIC,multi-parent advanced generation inter-cross)及以此为基础衍生的构建多亲本遗传群体的思路和实践,使研究群体的遗传背景水平达到同期育种要求,不仅加快了基因的精细定位,并为组装育种提供了平台,推动着种质资源学、基因组学和育种学的融合与互动,开启了以基因组信息为支撑的基因资源和分子设计育种新时代,也预示着大学科融合与调整时代的到来。
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作物种质资源产权保护制度探讨
张宗文,刘旭
植物遗传资源学报. 2023, 24(1): 22-31.
https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20221120001
摘要 (17)
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作物种质资源是人类长期培育、传承的劳动成果,是保障粮食安全和农业可持续发展的战略性资源。作物种质资源产权对保障国家种源安全、激励种质创新、提高种质资源利用效率起关键作用。我国的作物种质资源产权类型复杂,保护制度尚不完善。本文在构建作物种质资源产权理论框架的基础上,阐述了作物种质资源的基本权,包括人类生存权、国家主权和农民权利的内涵和落实机制;探讨了作物种质资源财产权,包括国家所有权、集体所有权和个人所有权的赋权基础和可能性;阐明了知识产权,包括植物新品种权、商标权、地理标志权、重要农业文化遗产和专利权对作物种质资源的保护作用。围绕保障粮食安全和农业可持续发展的实际需要,展望了作物种质资源产权制度建设的发展趋势,提出了加强作物种质资源产权保护的工作重点,为相关研究人员和政策制定者提供参考。
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种质圃作物种质资源安全保存策略与实践
卢新雄,王力荣,辛霞,尹广鹍,张金梅,陈晓玲,何娟娟,刘运霞
植物遗传资源学报. 2023, 24(1): 32-43.
https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20220602001
摘要 (13)
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苹果、梨、柑橘、香蕉等果树作物,马铃薯、甘薯、木薯等薯类作物,以及橡胶、椰子、油棕等热带经济作物,需通过植株、块根、块茎、鳞茎、种茎等繁殖体在种质圃进行种植保存,这类作物统称为“种质圃保存作物”或“圃位保存作物”。近40年以来,通过建设良好保存设施,构建规范化保存技术和实施资源复份保存,创建了种质圃作物种质资源安全保存策略。随着国家作物种质库新库的试管苗和超低温保存设施的投入使用,我国初步建成了以种质圃为主,集种质圃、试管苗库、超低温库、原生境保护点为一体的保护设施体系,为实现圃位作物种质资源多样性、完整性、安全性的保存和持续利用奠定了可靠保障。至2021年12月,我国43个国家种质圃共收集保存种质资源69,504份,隶属1,469个物种(含亚种),是世界上种质圃保存资源数量最多的国家。本文阐述了种质圃保存作物的繁殖特性,植株安全保存影响因素与技术策略,实践应用及展望等,以期对我国种质圃作物种质资源的安全保存起到促进作用。
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